味覚の認知と学習の脳内情報処理機構

味觉识别和学习的大脑信息处理机制

基本信息

批准号：
05267101
负责人：
山本隆
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05267101/
关键词：
ニューラルネットワーク味覚情報処理大脳皮質ニューロン

项目摘要

本研究では、生理学実験で得られた4基本味刺激(糖、塩、酸、キニーネ)に対する大脳皮質味覚野ニューロンの応答性をもとに、バックプロパゲーション学習則を用いて3層パーセプトロン型ニューラルネットワークを構築した。このネットワークにテストパターンとして、学習時に提示しなかった食塩(より濃い濃度の食塩)に対する応答パターンを入力すると、ネットワークの出力は塩味と共に酸味の成分を強く含んでいることが明らかになった。この結果は、すでに、生理学実験で得られている各ニューロン間で応答量の相関をとる手法による結果と定性的によく一致した。またこのことは、行動実験の結果とも一致した。さらに、学習済みのネットワークの重み分布を解析することによって、入力ニューロンをプルーニングする(刈り取る)手法を考案した。この手法では各入力ニューロンの重み度を算出し、この重要度が小さい入力ニューロンをプルーニングした。このようなプルーニング法によって、ニューラルネットワークの応答にはほとんど変化はみられず、味覚情報として重要でない入力ニューロンがプルーニングできたといえる。これは、言い換えれば、味覚情報として重要である皮質ニューロンが抽出されたことになる。また、これらのニューロンの空間分布を調べることにより、味覚情報の分散表現を示唆する結果が得られた。今後、この手法により抽出された皮質ニューロンの大脳皮質味覚野での分布、大脳皮質の構造、さらには味覚情報の処理機構との関連をあきらかにすることが課題である。また、プルーニングを自動的に行なうアルゴリズムの導入も検討課題である。

在这项研究中，我们使用反向传播学习规则来开发三层感知器型神经网络。当该网络输入训练期间未呈现的盐响应模式（更浓缩的盐）作为测试模式时，很明显，网络的输出强烈包含咸味和酸味成分。该结果与使用关联每个神经元之间的响应量的方法在生理实验中获得的结果具有良好的定性一致性。这也与行为实验的结果一致。此外，我们设计了一种通过分析训练网络的权重分布来修剪输入神经元的方法。该方法计算每个输入神经元的权重，并对重要性较低的输入神经元进行剪枝。通过这种剪枝方法，神经网络的响应几乎没有变化，可以说像味觉信息一样不重要的输入神经元被剪枝了。换句话说，对味觉信息很重要的皮层神经元已经被提取出来。此外，通过检查这些神经元的空间分布，获得了表明味觉信息的分布式表示的结果。未来的挑战将是阐明利用该方法提取的皮质神经元在大脑皮层味觉皮层中的分布、大脑皮层的结构以及与味觉信息处理机制的关系。另一个需要考虑的问题是引入自动执行剪枝的算法。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

T.Yamamoto: "Representation of hedonics and quality of bitter compounds in the parabrachial nucleus of the rat." Physiology and Behavior. (印刷中). (1994)

T. Yamamoto：“大鼠臂旁核中苦味化合物的表征”（生理学和行为）（1994 年出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

R.Matsuo: "Effect of salivation on neural responses in freely moving rats." Brain Research. (印刷中). (1994)

R.Matsuo：“流涎对自由活动大鼠神经反应的影响”（正在出版）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

山本隆: "味の記憶" 歯界展望. 81. 1099-1106 (1993)

山本隆：“味觉记忆”牙科视角 81. 1099-1106 (1993)

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

山本隆: "味覚嫌悪学習に関与する脳部位とニューロン活動" 日本脳研究会会誌. 19. P185-P188 (1993)

Takashi Yamamoto：“味觉厌恶学习中涉及的大脑区域和神经元活动”日本大脑研究学会杂志 19. P185-P188 (1993)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

山本隆: "ブレインサイエンス最前線'94(佐藤昌康編)" 講談社,東京, 197 (1993)

山本隆：“脑科学前沿94（佐藤雅康编辑）”讲谈社，东京，197（1993）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

山本隆其他文献

An Analysis of Velocity Drop on Inter-City Expressways using ETC2.0 Probe Data

利用ETC2.0探测数据分析城际高速公路车速下降

DOI：
10.14954/jste.3.4_a_74
发表时间：
2017
期刊：
JSTE Journal of Traffic Engineering
影响因子：
0
作者：
増本裕幸;宇野伸宏;山浩気;亀岡弘之;山本浩司;山本隆
通讯作者：
山本隆

うま味受容体とおいしさ　タンパク質のおいしさ科学

鲜味受体和美味：蛋白质美味科学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
福田　諭;村部直之;水田晴野;山本　隆;長井孝紀;山本隆
通讯作者：
山本隆

らせん分子オリゴマーの結晶化と構造相転移-分子動力学シミュレーション

螺旋分子低聚物的结晶和结构相变——分子动力学模拟

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Ishida;Y. Maekawa;F. Horii;T. Yamamoto;T.Yamamoto;K.Nozaki;H.Ishida;浦上直人;T. Yamamoto;T. Yamamoto;浅野隆聡;今田絢子;浅野隆聡;山本隆;山本隆;山本隆;T. Yamamoto;J. Imada;T. Yamamoto;山本隆;山口亜紀;山本隆;浦上直人;A. Yamaguchi;T. Yamamoto;N. Urakami;T. Yamamoto;山本隆
通讯作者：
山本隆

らせん高分子の秩序形成における分子認識過程

螺旋聚合物有序形成的分子识别过程

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Ishida;Y. Maekawa;F. Horii;T. Yamamoto;T.Yamamoto;K.Nozaki;H.Ishida;浦上直人;T. Yamamoto;T. Yamamoto;浅野隆聡;今田絢子;浅野隆聡;山本隆;山本隆;山本隆;T. Yamamoto;J. Imada;T. Yamamoto;山本隆;山口亜紀;山本隆
通讯作者：
山本隆